به هنگام جابجایی یک سیال توسط سیالی با گرانروی کمتر در بستر متخلخل، ناپایداری انگشتی لزج که با نام سافمن تیلور نیز شناخته می‌شود، در مرز مشترک دو سیال شکل می‌گیرد. ناپایداری انگشتی لزج در فرآیندهای مختلف صنعتی مانند کروماتوگرافی، فیلتراسیون، ازدیادبرداشت نفت و… وجود دارد. با توجه به نیاز روز افزون کشور در بهبود فرآیندهای ازدیاد برداشت و همچنین بافت شکاف‌دار مخازن هیدروکربوری، بررسی این پدیده در محیط متخلخل شکاف‌دار از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش به بررسی آرمایشگاهی و عددی پدیده‌ی انگشتی لزج امتزاجی در محیط متخلخل ساده و شکاف‌دار پرداخته شده است. بدین منظور دامنه‌های دو بعدی متخلخل شکاف‌دار وساده به عنوان بستر و سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی به عنوان سیال جابجاکننده در نظرگرفته شده است. برای مدل‌سازی جریان سیالات از معادله‌ی دارسی، دارسی اصلاح شده و انتقال در قسمت عددی استفاده شده‌است. کلیه‌ی شبیه‌سازی‌ها در نرم‌افزار کامسول و تحلیل نتایج در نرم‌افزار متلب انجام شده است. در قسمت آزمایشگاهی مشاهدات مربوط به محیط متخلخل و محیط متخلخل شکافدار صورت گرفته است. آنالیز پردازش تصاویر بدست آمده بررسی کمی نتایج حاصله را امکان¬پذیر کرده است. اثر تغییر اعداد بی‌بعد پکلت، نسبت گرانروی، نسبت تراوایی و نسبت دهانه‌ی شکاف در قالب های کمی و کیفی بررسی گردیده-اند که بخش کیفی شامل روندکلی و پدیده‌های مختلف در تشکیل انگشتی‌ها و بخش کمی شامل بررسی پارامترهای زمان‌گشایش، بازده جاروب، طول مرز مشترک و بعدفراکتالی می‌شود. روند کلی شکلگیری انگشتیها در حالتهای نیوتنی و غیرنیوتنی متفاوت ولی ثابت است. در حالت نیوتنی در لحظهی شروع جابجایی و در حالت غیرنیوتنی با تاخیر انگشتیهای ریزی تشکیل میشود. به طور کلی با پیشروی سیال در طول سلول، پدیدههای مختلفی از جمله بهم پیوستگی و ادغام رخ می‌دهد که در نتیجه‌ی آن انگشتی‌های بزرگ‌تری شکل می‌گیرد. در ادامه‌ی مسیر با رخ‌دادن پدیده‌های تقسیم نوک انگشتی و تقسیم از کنار، انگشتی‌های جدید پدید می‌آید. کمیت و کیفیت رخ‌دادن پدیده‌های مختلف به پارامترهای مختلفی از جمله سرعت جابجایی، گرانروی سیالات، خواص محیط و… بستگی دارد که بصورت مفصل در خصوص آنها بررسی شده است.

 

محیط متخلخل شکاف‌دار، ناپایداری انگشتی لزج امتزاج¬پذیر، مجموعه آزمایشگاهی، پردازش تصویر، سیال نیوتنی، سیال غیرنیوتنی، معادله دارسی، جابجایی امتزاجی.